Торсионная подвеска автомобиля. Особенности использования и ремонта.
Что такое подвеска автомобиля, знают практически все. Она представляет собой крепкую и мощную конструкцию, которая служит для выполнения трех основных функций:
1) Контроль положения кузова автомобиля.
2) Сцепление дорожного покрытия с колесами.
3) Минимизирование нагрузки на автомобильные колеса.
Рынок сегодня постоянно пополняется различными новинками, а развитие технологий все время приятно удивляет автолюбителей своими совершенствованиями.
Особенности торсионной подвески
Сегодня на автомобилях можно встретить много видов подвески — рессорные, пружинные, пневматические и некоторые другие. Среди них все большую популярность набирает торсионная подвеска.
Ее главная особенность состоит в одном основном элементе, который называется торсион. Он представляет собой упругий металлический стержень с круглым или квадратным сечением, имеющий по краям шлицевые соединения.
Торсионы конструктивно включают в себя балки различного сечения, нескольких пластин и стержней. Одна из его особенностей — это способ крепления: одной из сторон торсион прикрепляется к направляющему узлу, а другой к кузову автомобиля. В качестве первого часто выступает рычаг.
В процессе поворота колес торсион, как бы скручивается, и таким своеобразным способом происходит формирование крепкой связи колес автомобиля с его кузовом.
История
Свое начало торсионы берут в 1934 году во Франции. Тогда подвеска очень похожей конструкции была впервые использована компанией «Ситроен» на автомобиле модели Traction Avant. Примерно в одно время данную идею также поддержали немецкие инженеры компании «Фольксваген» и установили торсионную подвеску на свой знаменитый массовый автомобиль «Жук».
Со времени своего первого появления и применения торсионы претерпели много изменений и усовершенствований. Очень большой вклад сделал профессор из Чехии Ледвинк. Он разработал уникальную торсионную конструкцию, которая массово применялась на автомобилях и до сегодняшнего дня почти не изменилась.
Первое свое применение разработанная чешским мастером торсионная подвеска нашла в грузовиках марки «Татра» в 30-х годах прошлого столетия. Вскоре Фердинанд Порше подхватил эту идею в 1938 году.
Очень большой популярностью пользовались торсионы в военной технике во время Второй мировой войны. После ее завершения большинство известных автопроизводителей начали применять торсионную подвеску на своей продукции. Особо выделялись среди них компании «Фольксваген», «Пежо» и «Ситроен». Тем не менее вскоре их перестали устанавливать на автомобилях по причине сложной технологии изготовления. Несмотря на это, американские компании «Ford» и «Dodge» устанавливают торсионную подвеску на своих джипах и грузовиках до сегодняшнего времени.
Типы торсионных подвесок
Среди всего разнообразия торсионных подвесок можно выделить три основных типа:
1) С двойными рычагами поперечного направления.
Торсионы в таком случае расположены поперек кузова автомобиля. Благодаря такой конструкции подвеску можно регулировать в широком диапазоне.
Конструктивная особенность этого типа торсионной подвески состоит в способе ее крепления. Она прикрепляется одной из сторон к поперечному рычагу, который размещается внизу автомобиля, а другой непосредственно к кузову транспортного средства.
Торсионы подобного типа широко используются на различных моделях внедорожников, поэтому они так полюбились американскими и японскими производителями.
2) С двойными рычагами продольного направления.
Главное отличие этого типа торсиона от предыдущего — это соединение его с поперечными рычагами. Поэтому он уже располагается не поперек кузова, а вдоль. Торсионная подвеска подобного типа сегодня используется на легковых автомобилях небольшого размера.
3) С продольными связанными рычагами.
Этот тип подвески с каждым днем становится все более популярным и ему уделяют особое внимание. Главная его особенность заключается в особом направляющем узле, в качестве которого выступает пара рычагов в продольном направлении.
Они одной своей стороной крепятся к кузову автомобиля, а другой к ступицам колесной пары. Сама балка также имеет особую конструкцию с U-образным сечением.
Благодаря такой ее особенности подвеске придается очень высокая жесткость на изгиб. При этом практически не наблюдается жесткости на кручение.
Как считает большинство, это существенная недоработка, но как раз это и была задумка разработчиков. За счет такой особенности колеса автомобиля могут вертикально двигаться сколько угодно и при этом они совсем не зависят друг от друга.
Подобные конструкции включают в себя такие элементы, как витая пружина, ступица колеса, металлический или резиновый шарнир, саму торсионную балку, амортизатор и продольный рычаг.
Преимущества и недостатки
Любые сложные конструкции имеют как преимущества, так и недостатки. Это относится также и к торсионам.
Преимущества торсионной подвески следующие:
— простота в эксплуатации
Согласно практике, эта разновидность подвески ремонтируется очень легко и просто, и при этом все работы может спокойно сделать даже новичок.
— легкая регулировка жесткости
Торсионную подвеску всегда можно настроить именно под свою манеру управления автомобилем. При этом нет необходимости посещать автосервис, поскольку всю работу можно сделать абсолютно самостоятельно в своем гараже с помощью инструментов.
Подвеска торсионного типа намного легче по сравнению с аналогичными устройствами.
Каждый узел подвески размещен очень продумано, поэтому подвеска очень компактна.
— возможность автоматический регулировки
Подобная опция есть в наличие не у каждой модели автомобилей, тем не менее ее стараются добавлять в свою продукцию все большее количество автопроизводителей. Автоматическая регулировка намного удобнее по сравнению с ручным способом.
— длительный срок эксплуатации
Торсионы без проблем и максимально надежно могут прослужить очень долгий период времени.
Вместе с преимуществами есть также ряд недостатков:
— сложная технология производства
Это объясняется стремлением производителей подвесок обеспечить высокую прочность и упругость конструкции. Как результат, их конечная стоимость получается довольно-таки высокой, по причине которой не все производители соглашаются ставить на своих автомобилях торсионные подвески.
— слишком большая чувствительность при поворотах
Это одна из самых важных проблем, решения которой еще до сих пор не найдено. Автомобиль при резком повороте моментально разворачивает, поэтому такие случаи требуют от водителя особого мастерства вождения.
— ограниченность ресурса игольчатых подшипников
Данный вид подшипников широко используется в торсионных подвесках, но они довольно быстро становятся неисправными от незначительного попадания воды, пыли и грязи. Это и является причиной частого выхода подшипников из строя. Средний срок их службы составляет до 70 тысяч километров пробега автомобиля.
История торсиона в бронетехнике
Этот тип подвески широко применяется в бронетехнике еще до сих пор. Торсион выполняется в виде сплошного или полого вала. Все другие его виды в производстве бронетехники не используются.
Торсионы соединяются с другими частями автомобильного кузова за счет применения специальных головок со шлицами разной формы, например, трапеции, прямоугольника или треугольника. Если взять один из наиболее известных во время Второй мировой войны танков «Пантера», то в нем соединение выполнялось при помощи головок с лысками и специального клиновидного болта.
Разработчики бронетехники ставили перед собой одну основную задачу — это добиться как можно большей ее прочности. Это им вскоре удалось благодаря увеличению диаметра торсионной головки. Установка подвески осуществлялась довольно просто за счет резьбы на торце торсиона.
Подвеска для бронированной военной техники изготовляется в основном из хромированной или кремниевой стали. Также в этот сплав часто добавляют никель, молибден, ванадий и некоторые другие металлы.
Хромированная сталь для придания ей необходимой устойчивости подвергается обработке высокой температурой, достигающей 800-850 C.
Кроме прочности, другой важный параметр бронетехники — это скорость ее движения. Данный параметр также удалось значительно повысить за счет так называемого заневоливания. Это закрутка торсиона в раскаленном состоянии до определенного уровня выше предела его упругости и выдержка в таком состоянии на протяжении некоторого времени.
Как результат, подвеска становится очень прочной, которая может выдержать большие рабочие нагрузки. Данный метод обработки торсиона широко используется в выпуске танков Т-72, при котором заневоливание выполняют два раза.
История торсиона для бронированной техники начинается еще в 1940 году. В то время советским инженерам был дан приказ максимально оптимизировать боевой танк Т-34. Примерно через год уже появились первые советские танки с подвеской торсионного типа.
Подобное нововведение позволило увеличить объем топлива на машинах до 750 литров и увеличить количество боевой команды танка. В последующие годы по причине военных действий все работы относительно улучшения торсиона приостановились.
Кроме советских специалистов, отличились также в то время английские мастера, производившие монтаж гидравлических амортизаторов вместе с пружинами. Благодаря такому нововведению удалось повысить плавность движения бронетехники и минимизировать колебания кузова в продольном направлении.
Как упоминалось выше, подвеску можно регулировать под свои потребности.
Главное преимущество торсионных подвесок — это отсутствие необходимости посещать СТО и тратить на это деньги. Все это можно сделать абсолютно самостоятельно при помощи всего лишь нескольких ключей.
Например, поклонники спортивного стиля вождения очень часто занижают подвеску на задних колесах автомобиля. Это позволяет значительно повысить жесткость посадки машины и ее устойчивость на дороге, особенно на поворотах.
Вместе с этим здесь кроется довольно серьезная опасность. Дело в том, что слишком сильное занижение торсионной подвески значительно увеличивает нагрузку на нее, что приводит к быстрому износу и выходу торсиона из строя.
Чтобы изменить высоту посадки подвески, необходимо изменить так называемую «звезду» торсиона. Так называют шлицевой оконцеватель на его корпусе.
Торсионы по краям имеют шлицевые разъемы. Одна сторона подвески при этом закрепляется с основой балки, а другая соединяется со шлицевым разъемом.
Шлицы имеют специальные метки, которые обозначают их стандартные позиции. Поэтому можно относительно нее поднимать или опускать на необходимое расстояние торсион и таким образом усиливать или ослабевать подвеску.
Подвески данного типа с каждым годом становятся все более популярными. Как говорилось выше, их устанавливают на внедорожниках и грузовиках. Но в последнее время наблюдается тенденция к использованию торсионов на легковых автомобилях.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что мировые производители автомобилей все время стараются довести торсионные подвески до совершенства и уменьшить себестоимость их производства. Активно к этому процессу подключают сегодня различные компьютерные программы и современное технологическое оборудование. Как утверждают некоторые специалисты в области подвесок для транспортных средств, торсионы в скором времени по популярности смогут догнать своих конкурентов.
Тем не менее многие производители пока еще не решаются на массовое применение торсионов в производстве автомобилей. Объясняется это несколькими факторами, о которых речь шла немного выше.
Так или иначе надежда всегда есть, что тенденция скоро изменится в лучшую сторону, так как торсионная подвеска является очень уникальной конструкцией, которая стоит того, чтобы на нее обращали должное внимание.
Торсионная подвеска
Торсион представляет собой металлический упругий элемент, работающий на скручивание. Как правило, это металлический стержень круглого сечения со шлицевым соединением на концах. Торсион может состоять из набора пластин, стержней, балки определенного сечения.
Конструктивно торсион одним концом крепиться к кузову или раме автомобиля, а другим – к направляющему элементу – рычагу. При перемещении колес торсион закручивается, чем достигается упругая связь между колесом и кузовом.
Особенностью торсионов является вращение только в одну сторону – в направлении скручивания. Другой особенностью является то, что торсион может использоваться для регулировки высоты кузова.
Торсионы применяются в различных видах независимых подвесок: на двойных поперечных рычагах, на продольных рычагах, со связанными продольными рычагами (торсионной балке).
В торсионной подвеске на двойных поперечных рычагах торсионы располагаются параллельно кузову, благодаря чему их длину, а соответственно упругие свойства можно регулировать в широком пределе. Один конец торсиона крепиться к нижнему поперечному рычагу (реже к верхнему рычагу), другой конец – к раме автомобиля. Данная конструкция торсионной подвески используется в качестве передней подвески легковых автомобилей повышенной проходимости – некоторых моделей американских и японских внедорожников.
В торсионной подвеске на продольных рычагах торсионы соединены с продольными рычагами и, соответственно, расположены поперек кузова. Данная конструкция торсионной подвески применяется в качестве задней подвески некоторых моделей легковых автомобилей малого класса.
Особое место в конструкциях торсионных подвесок занимает т.н. торсионная балка или подвеска со связанными продольными рычагами. Направляющим устройством данной подвески являются два продольных рычага, жестко соединенных между собой балкой. Продольные рычаги с одной стороны крепятся к кузову, с другой – к ступицам колес. Балка имеет U-образное сечение, поэтому обладает большой жесткостью на изгиб и малой на кручение. Это свойство позволяет колесам двигаться вверх-вниз независимо друг от друга.
Торсионная балка в настоящее время широко применяется в качестве задней подвески переднеприводных автомобилей малого и среднего класса. Благодаря своей конструкции подвеска с торсионной балкой занимает промежуточное положение между зависимым и независимым типом подвесок, поэтому другое ее название полунезависимая подвеска.
Торсионная подвеска – для чего нужна, как работает и где применяется
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Во многих автомобилях используются независимые системы подвесок, в которых вместо пружины или пневмобаллона установлен торсион. Подобная конструкция предоставляет ряд плюсов, среди которых – повышенная мягкость и легкость ходовой части. Но присутствуют и отрицательные качества, такие как ухудшение маневренности и валкость транспортного средства. Разберемся, что являет собой торсионная подвеска, как она устроена и для каких целей применяется.
1. История появления
Нынешний прототип ходовой на базе торсионной балки появился в результате многолетней работы по усовершенствованию конструкции, изготовленной для Volkswagen Beetle в 30-х гг. прошлого века. Инженер из Чехии Ледвинка внес корректировки в торсион и начал устанавливать его на машины марки Tatra.
Официальные факты серийного использования торсионной подвески появились еще в 1930-х гг. Ее можно было встретить на моделях французского концерна Citroen. Спустя 10 лет торсионы появились на болидах и спорткарах Porsche. Знаменитый инженер из Австрии быстро оценил главное преимущество таких деталей для гоночного транспорта – небольшой вес.
В военное время торсионы эксплуатировались в служебных автомобилях и спецтехнике. Например, на базе такой конструкции производились немецкие «Пантеры» и «КВ» советского производства. После благополучных испытаний в бою системы распространились по всему миру.
Их неоднократно выбирали и другие известные концерны, включая Renault, Chrysler и даже отечественный ЗИЛ. Основными аргументами в пользу описанного типа ходовой стали лучшие параметры плавности и более простое обслуживание из-за примитивного устройства.
2. Как устроен торсион
Торсион изготовлен в виде стержня или вала из металлического сплава, который работает на скручивание в одном положении. В разрезе изделие имеет круглое или квадратное сечение (в редких случаях встречаются пластинчатые изделия, выполненные из определенного количества слоев).
Один конец торсиона удерживается на рычаге с помощью шлицевой фиксации. Вторая часть – идентичным способом на раме или кузове. Ось вращения и закручивания торсиона расположены на одной линии. Торсион имеет грамотно подобранное сопротивление к скручиванию, из-за чего уверенно выдерживает массу машины, гарантируя стабильное упругое соединение кузова и подвески при смещении рычага.
Принцип действия торсиона задействован и в стабилизаторах поперечной устойчивости. Для изготовления конструкции применяют высокопрочные сорта стали, обладающие повышенной стойкостью к нагрузкам без потери начальных свойств. На рабочие параметры и плавность подвески влияют толщина и длина вала. С целью защиты поверхности от ржавчины ее обрабатывают специальным веществом или наносят слой резины.
Чтобы торсион имел пружинящие свойства при скручивании, материал его изготовления проходит особую термическую обработку. В результате он становится устойчивым к повышенным крутящимся напряжениям и выдерживает большие углы закручивания без деформации.
На отдельных моделях авто торсионная подвеска позволяет автоматически выравнивать положение машины с внедрением силового агрегата, стягивающего балки для повышения жесткости с учетом специфики движения и состояния покрытия.
Системы с изменяемой высотой удобны при замене колесных покрышек или дисков, поскольку подъем кузова осуществляется с помощью трех колес, а четвертое поднимается самостоятельно без применения домкрата.
3. Основные разновидности торсионных подвесок
В автомобильной индустрии применяется три типа подвесок на базе торсиона:
4. Достоинства и слабые стороны торсионной подвески
Размещение балки под конструкцией кузова бывает поперечным и продольным. Второй вариант распространен на крупногабаритной и увесистой технике. На легких моделях более востребованы компактные торсионы задней подвески. В двух случаях они решают такие задачи:
Подвески с поперечным расположением балки имеют ограничения по длине на фоне ширины колеи автомобиля. Их рабочие концы соединены по бокам с рычагами ходовой части. Из-за этого плавность хода становится ограниченной. В свою очередь, у продольных конструкций нет жестких ограничений по длине, поэтому их мягкость сопоставима с мягкостью пружин и рессор. Также продольные конфигурации имеют улучшенные технологические параметры для крупногабаритных кузовов.
Среди основных достоинств торсионной подвески следует выделить:
Работы по обслуживанию заключаются в подтягивании крепежных элементов. Это можно сделать с помощью одного гаечного ключа. Но не стоит руководствоваться правилом: чем сильнее, тем надежнее. Чрезмерная затяжка крепежей может привести к повышению жесткости ходовой части.
Что касается недостатков конструкций на торсионных балках, то к ним относят следующие пункты:
Для предотвращения подобных неприятностей необходимо регулярно смотреть под днище автомобиля и проводить обслуживание. Обычно автовладельцу достаточно менять сальники или подшипники. Если проблема усугубилась, придется ремонтировать или устанавливать новую балку, поскольку поврежденные подшипники вызывают развальцовывание посадочных мест и нарушение развала. Средний ресурс этих компонентов составляет 60-70 тыс. км пробега.
К основным причинам, которые ограничивают сферы эксплуатации торсионных подвесок, относят технологические сложности по производству полностью независимых конструкций с повышенным уровнем комфорта. Тем не менее, торсионная балка позволяет сконструировать свободную подвеску, особенно если на ее концах закреплены вращающиеся рычаги для амортизации.
Это обеспечивает независимость колес и повышенную плавность хода. Система незаменима на крупногабаритных и увесистых авто типа Peugeot 405 и Renault Laguna. Если речь идет о более легких моделях, то установка торсиона не оправдывает себя.
На фоне технологического прогресса и появления на рынке разных типов подвесок, торсионные модели потеряли прежний спрос. Встретить их на пассажирских авто – настоящая редкость, что связано с высокой стоимостью производственного процесса и рядом ограничений по эксплуатации. Основные сферы применения торсионов – грузовой транспорт и внедорожники фирм General Motors, Ford, Dodge, Mitsubishi.
Источник https://automend.ru/articles/torsionnaya_podveska_avtomobilya/
Источник https://www.drive2.ru/b/1752515/
Источник https://novate.ru/blogs/221221/61618/
